WO2019082241A1 - パノラマ撮像レンズおよび車載用電子ミラー装置 - Google Patents

パノラマ撮像レンズおよび車載用電子ミラー装置

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WO2019082241A1
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imaging lens
light
lens
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PCT/JP2017/038193
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Inventor
憲市 本田
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立山科学工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/20—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/22—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle
    • B60R1/23—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with a predetermined field of view
    • B60R1/27—Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles for viewing an area outside the vehicle, e.g. the exterior of the vehicle with a predetermined field of view providing all-round vision, e.g. using omnidirectional cameras
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B37/00—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules

Definitions

  • the present invention relates to a panoramic imaging lens capable of imaging a 360 ° field of view on both side surfaces of a vehicle as an annular panoramic image, and an on-vehicle electronic mirror device using the panoramic imaging lens.
  • the conventional side mirror can not obtain a sufficiently wide rear view, and a limited range behind the vehicle, specifically, 20 to 30. Only a view of about ° can be confirmed. Also, since the side mirror is usually mounted so as to project outward from the vehicle, there is a fear that the air resistance or wind noise of the vehicle may increase during traveling, or it may become a dangerous protrusion in the event of an accident. There is.
  • a panoramic imaging lens with a plurality of lenses including an aspheric lens, both wide angle and low profile are achieved.
  • a panoramic imaging lens when a panoramic imaging lens is composed of a plurality of lenses, it is necessary to largely refract light incident before the light reaches the imaging device, so that chromatic aberration is likely to occur.
  • Such special low dispersion (anomalous dispersion) lenses are required, but it is expensive to produce such lenses.
  • the present invention secures a backward field of view obtained from an elevation angle of 0 ° by using a resin-based optical material having heat resistance of 100 ° C. or more with a normal refractive index (1.50 to 1.65). It is an object of the present invention to provide a panoramic imaging lens capable of sufficiently reducing the height, and to provide an on-vehicle electronic mirror device using the panoramic imaging lens.
  • the invention according to claim 1 is A lens made of a light transmitting resin optical material and a reflective film, An annular light incident surface which is formed rotationally symmetrical around the optical axis of the lens and which is expanded to allow light from the entire circumference 360 ° to be incident and formed into a substantially convex lens shape, and the light incident surface A first reflecting surface formed in an annular shape and facing outward and formed in an outwardly bulging shape and formed in a concave mirror shape to reflect light into the lens, and a central portion in the ring of the light incident surface A convex mirror-like second reflection surface that is provided and reflects light reflected from the first reflection surface toward the inner portion of the ring of the first reflection surface; and a central portion in the ring of the first reflection surface; A light emitting surface facing the second reflecting surface and transmitting light from the second reflecting surface;
  • the light transmissive resin optical material has a refractive index of 1.50 to 1.65, It is a panoramic imaging lens characterized in that the light incident surface is formed in
  • the invention according to claim 2 is The panoramic imaging lens according to claim 1, wherein the light incident surface is formed in a convex shape which continuously changes at 168 to 178 °.
  • the invention according to claim 3 is The panoramic imaging lens according to claim 1 or 2, wherein the first reflection surface is formed in a concave mirror shape which continuously changes at 147 to 171 °.
  • the invention according to claim 4 is The panoramic imaging lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the second reflection surface is formed in a convex mirror shape which continuously changes at 176 to 180 °.
  • the invention according to claim 5 is It is a lens shape
  • the invention according to claim 6 is 6.
  • the invention according to claim 7 is 7.
  • the invention according to claim 8 is The side peripheral surface formed between the light incident surface and the first reflecting surface has a predetermined width, and the outer diameter of the light incident surface is larger than the outer diameter of the first reflecting surface, and the first The cylindrical small diameter portion having an outer diameter smaller than the outer diameter of the light incident surface continuing from the outer diameter of the reflecting surface is formed on the side peripheral surface. It is a panoramic imaging lens described in item 1 or 2.
  • the invention according to claim 9 is 9.
  • the invention according to claim 10 is An on-vehicle electronic mirror that obtains side information of a vehicle by capturing at least a portion of a panoramic image using at least a portion of a panoramic imaging lens mounted on both sides of the front of the vehicle and having an elevation angle of 0 degrees.
  • a device The vertical image on the outside of the side of the vehicle of the panoramic imaging lens is the panoramic image, with a plane formed by a horizontal line extending from the side of the vehicle to the longitudinal direction of the vehicle and a vertical line extending from the side to the ground to the ground
  • the vehicle-mounted electronic mirror device is characterized in that it captures an image and uses the captured panoramic image to obtain side information of the vehicle.
  • the invention according to claim 11 is After extracting an image corresponding to the desired side information of the vehicle from the panoramic image, the distortion of the cut out panoramic image is corrected to a normal image to obtain the desired side information of the vehicle.
  • An on-vehicle electronic mirror device according to claim 10.
  • the invention according to claim 12 is Only the image corresponding to the desired side information of the vehicle is captured by an imaging device having an imaging area of 50 to 250% of the area of the image to obtain desired side information of the vehicle. It is a vehicle-mounted electronic mirror apparatus of Claim 10.
  • the invention according to claim 13 is 13.
  • the invention according to claim 14 is 13.
  • the invention according to claim 15 is The vehicle according to any one of claims 10 to 12, wherein the side information of the vehicle is information for confirming a condition of a lower tire around the front and / or the rear of the vehicle.
  • Electronic mirror device is
  • the invention according to claim 16 is The vehicle-mounted electronic mirror device according to any one of claims 10 to 15, wherein a range displayed on a screen in the side information of the vehicle is electronically adjustable.
  • the invention according to claim 17 is 17.
  • a resin-based optical material having a normal refractive index (1.50 to 1.65) and heat resistance of 100 ° C. or more is used to ensure a backward field of view obtained from an elevation angle of 0 °. It is possible to provide a panoramic imaging lens which can be reduced in height, and to provide an on-vehicle electronic mirror device using the panoramic imaging lens.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a panoramic imaging lens according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the angle of the entrance plane of the panoramic imaging lens concerning one embodiment of this invention, and a reflective surface. It is sectional drawing which shows the panorama imaging lens which concerns on the other embodiment of this invention. It is the schematic which shows the principle of the vehicle-mounted electronic mirror apparatus which concerns on one embodiment of this invention. It is sectional drawing which looked at the side part of the vehicle with which the panoramic imaging lens was attached from upper direction. It is a figure which shows the relationship between the image area in FIG. 5, and an image pick-up element. It is a figure which attached the vehicle-mounted electronic mirror apparatus to the left-right both sides of a vehicle.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a panoramic imaging lens according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing angles of an incident surface and a reflecting surface in the imaging lens shown in FIG.
  • the panoramic imaging lens 20 is formed in rotational symmetry around the optical axis of the lens center. Then, in order to be able to image a 360 ° view at a time, an annular light incident surface 22 to which light from the entire circumference of 360 ° is incident is provided.
  • the light incident surface 22 is formed in the shape of a spherical convex lens that bulges laterally.
  • An annular first reflection surface 23 is formed at a predetermined distance from the light incident surface 22 to reflect light incident from the light incident surface 22 into the panoramic imaging lens 20.
  • a second reflection surface 24 for reflecting light reflected from the first reflection surface 23 toward an inner portion of the ring of the first reflection surface 23 is provided at a central portion in the ring of the annular light incident surface 22.
  • the first reflection surface 23 is formed in a convex shape that bulges sideways, and the inner surface side of the panoramic imaging lens 20 of the first reflection surface 23 is an annular concave mirror-like reflection surface facing the second reflection surface 24.
  • the second reflective surface 24 is formed in a concave shape, and the inner surface side of the panoramic imaging lens 20 is a convex mirror-like reflective surface.
  • a light emitting surface 25 for transmitting light from the second reflection surface 24 is formed at a position facing the second reflection surface 24 at a central portion in the ring of the first reflection surface 23 having an annular shape.
  • each of the light incident surface 22, the first reflection surface 23, and the second reflection surface 24 is such that light incident from the light incident surface 22 passes through the light emission surface 25 and a panoramic image of 360 ° is obtained in the imaging device It is formed as.
  • the light incident surface 22 is formed such that the incident angle of light to the light incident surface 22 is an appropriate angle, and the reflection angles of light from the first reflective surface 23 and the second reflective surface 24
  • resin-based optics having a heat resistance of 100.degree. C. or more with a normal refractive index (1.50 to 1.65) Even with materials, it is possible to ensure a backward field of view obtained from an elevation angle of 0 °.
  • the light incident surface is formed in a spherical shape with a ratio h / ⁇ of height h to maximum diameter ⁇ of 0.1 or less, and the projection height from the side of the vehicle is Since the width can be made smaller than 1.9 mm, the height can be sufficiently reduced, and the air resistance and the wind noise can be reduced. Further, since the incident light is reflected by the two reflection surfaces and sent to the imaging device, the occurrence of the chromatic aberration and the calculation delay can be suppressed.
  • the light incident surface 22 is formed in a convex curved surface so that the incident angle ⁇ 1 of light continuously changes in the range of 168 to 178 °.
  • the incident angle ⁇ 1 of light continuously changes in the range of 168 to 178 °.
  • the first reflection surface 23 is formed in a concave curved surface so that the reflection angle ⁇ 2 of the light incident and transmitted from the light incident surface 22 continuously changes in the range of 147 to 171 °.
  • the second reflection surface 24 is formed in a convex curved surface so that the reflection angle ⁇ 3 of the light reflected and transmitted by the first reflection surface 23 continuously changes within the range of 176 to 180 °.
  • ⁇ 1 to ⁇ 3 are, as shown in FIG. 2, angles formed by the tangent T on the incident surface and the reflection surface with respect to a line D parallel to the plane formed by the diameters of the lenses.
  • the general light-transmitting resin-based optical material described above is not particularly limited as long as it is a material having a refractive index of 1.50 to 1.65 and a heat resistance of 100 ° C. or higher. It is preferable to use PC), cycloolefin polymer (COP), polyester for optics (OKP) or the like. These resin materials are easy to mold, so that the increase in manufacturing cost can be reduced, which is preferable as a material for producing a panoramic imaging lens.
  • the side peripheral surface 30 of the panoramic imaging lens 20 is formed of a black or dark light absorbing portion that absorbs light and does not reflect light, or is roughened to prevent irregular reflection of light and specular reflection in a specific direction. These irregular reflection portions are formed by combining them, and are appropriately selected depending on the application. Then, the side circumferential surface 30 is incident on the light incident surface 22 into the lens so as to coincide with the optical path in the lens of the regular imaging light which is incident on the light incident surface 22 and is refracted and travels in the lens. The light path in the lens of the noise light reflected on the inner surface is located on the light path toward the light incident surface 22 and is formed as a non-reflecting portion that does not cause light to be specularly reflected.
  • the method for producing a panoramic imaging lens according to the present embodiment is not particularly limited, but mass production is possible with stable quality, and molding can be performed by resin injection molding that can reduce manufacturing costs. Preferably.
  • a portion corresponding to the injection port for molten resin in resin injection molding that is, a portion corresponding to the gate portion is formed as a thick portion in the outer peripheral portion which does not affect the optical path of the panoramic imaging lens. ing.
  • the thick portion is formed on the outer peripheral portion that does not affect the optical path, the function as a panoramic imaging lens may be affected even if a defect such as a flow mark occurs near the gate. Absent.
  • the thickened portion is formed as a lens fixing portion for fixing the vehicle on the outer peripheral portion not affected by the optical path. preferable.
  • the panoramic imaging lens 20 has a predetermined distance between the light incident surface 22 and the first reflection surface 23 and the side circumferential surface 30 is provided with a predetermined width. There is.
  • the outer diameter of the light incident surface 22 is larger than the outer diameter of the first reflection surface 23, and continues from the outer diameter edge of the first reflective surface 23 and is smaller than the outer diameter of the light incident surface 22.
  • the small diameter portion 32 of the side circumferential surface 30 is formed in a cylindrical shape. The circumferential surface of the cylindrical small diameter portion 32 is formed in parallel with the optical axis of the panoramic imaging lens 20.
  • a tapered portion 34 continuing from the outer edge portion of the light incident surface 22 is formed in a conical shape from the end portion on the light incident surface 22 side of the small diameter portion 32.
  • the light incident surface 22 side end portion of the tapered portion 34 is located in a plane orthogonal to the optical axis of the lens, and a support flange portion 36 which is spread over the entire circumference is formed.
  • the outer peripheral edge portion of the support flange portion 36 is formed substantially equal to the outer diameter of the light incident surface 22.
  • a narrow held portion 38 is formed over the entire circumference.
  • the first reflection surface 23 and the second reflection surface 24 are light reflected using vacuum deposition or the like on the surface of the portion corresponding to the first reflection surface 23 and the second reflection surface 24 of the injection molded panoramic imaging lens.
  • a metal thin film of aluminum, silver or the like is formed as a film, mirror processing is performed to form a reflective surface.
  • the panoramic imaging lens 20 is formed so that the cylindrical small diameter portion 32 is fitted to the holding cylindrical portion 42 of the lens holder 40, and the axis alignment is accurately performed to be able to be positioned.
  • the lens holder 40 is provided with an opening portion 44 which is tapered from one end of the holding cylindrical portion 42, the tapered portion 34 of the panoramic imaging lens 20 is located at the opening portion 44, and the opening of the opening portion 44.
  • the end face 46a of the end 46 is located on a plane orthogonal to the optical axis of the lens, and is positioned accurately in contact with the contact surface 36a of the support flange portion 36 of the panoramic imaging lens 20.
  • An external thread is formed on the outer peripheral surface of the open end portion 46, and the panoramic imaging lens 20 is fixed and held by a pressing ring member 50 having an internal thread screwed to the external thread.
  • the inner circumferential surface of the pressing ring member 50 abuts on the held portion 38, and the contact surface 36a of the support flange portion 36 is pressed against the end surface 46a of the opening end portion 46 to be fixed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a panoramic imaging lens according to an aspect different from FIG.
  • the panoramic imaging lens 20 can be stably and accurately held on the lens holder 40 by the small diameter portion 32 of the side circumferential surface 30 thereof.
  • the inner peripheral surface of the holding ring member 50 abuts on the held portion 38 of the panoramic imaging lens 20, and the contact surface 36a of the support flange portion 36 is made strong against the end surface 46a of the opening end 46 of the lens holder 40.
  • the reflected light on the light incident surface 22 of the noise light that causes flare and ghost can be eliminated by the non-reflecting portion by the side peripheral surface 30, the quality of the captured image can be improved.
  • the tapered portion 34 is cut at right angles over the entire circumference to form a cut-out portion 54.
  • an annular portion 56 of a surface perpendicular to the optical axis of the lens is formed on the side peripheral surface 30 from the end of the small diameter portion 32 on the light incident surface 22 side.
  • the portion passes through the narrow tapered portion 34 and is connected to the contact surface 36 a of the support flange portion 36.
  • the cut-out portion 54 is also a dark or black non-reflecting portion appropriately formed in a satin-like shape, and is formed at a position that does not interfere with imaging light passing through the inside of the lens.
  • the same effect as that described above can be obtained, and lens processing is easier because the tapered portion 34 is short. Also, the tapered portion 34 may not be provided, and can be designed in an appropriate shape.
  • the shape and ratio of each part of the panoramic imaging lens are limited as long as they can be attached to the side of the vehicle and at least partially used to capture an image with an elevation angle of 0 degrees. Can be set appropriately.
  • the small diameter portion has a slight taper with respect to the optical axis but can be substantially parallel because a draft taper is required.
  • a taper with a predetermined inclination may be intentionally attached to the small diameter portion so as to be firmly fitted to the lens holder.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the principle of the in-vehicle electronic mirror device of the present embodiment
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a side portion of a vehicle attached with a panoramic imaging lens as viewed from above.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the image area and the imaging device in FIG.
  • the on-vehicle electronic mirror device using the panoramic imaging lens 20 holds the panoramic imaging lens 20 and the relay lens 6 for image formation provided on the optical axis of the panoramic imaging lens 20.
  • a panoramic imaging adapter 10 comprising a lens holder 40 and a case not shown, and an imaging device 8 such as a video camera to which the panoramic imaging adapter 10 is attached.
  • the imaging device 8 includes an objective lens system 9 for capturing an image, an imaging element 7 such as a CCD or CMOS provided at the imaging position, and other necessary control units (not shown).
  • the image of the 360 ° panoramic landscape 13 captured by the panoramic imaging lens 20 is converted into an electrical signal by the imaging device 7 of the imaging device 8 and displayed on various monitor devices 14 such as liquid crystal and organic EL.
  • monitor devices 14 such as liquid crystal and organic EL.
  • the driver is informed of the side information of the vehicle.
  • the surface around the rotation center is used as a second reflecting surface for reflecting light from the inside, so an image in front of the lens can not be obtained.
  • the center is blank.
  • this blank area is not a problem because it is a view angle that the driver can look sideways to check, that is, a view that does not need to rely on side mirrors.
  • the panoramic imaging lens 20 is fixed by the lens holder 40 so as to hold the first reflective surface 23 of the panoramic imaging lens 20 and the edge thereof.
  • the panoramic imaging lens 20 is installed on the left and right sides of the front of the vehicle, and as shown in FIG. 5, is a surface formed by a horizontal line extending from the side of the vehicle to the longitudinal direction of the vehicle and a vertical line extending from the side of the vehicle to the ground Is taken as the elevation angle view area (rear view area) with the reference plane H as the reference plane H, and an image corresponding to desired side information is cut out from the panoramic view through the panorama imaging lens 20.
  • the rear angle is combined with the above-described view angle by the driver itself. There is almost no blind spot at the viewing angle.
  • the side information usually obtains information on the rear state, but if necessary, it may obtain information on the front state or information on the states near the rear wheel or near the front wheel. Thereby, the security in the traveling direction can be further enhanced by the forward information.
  • the portion of the first reflection surface 23 is a portion which has no influence on the optical path. Good.
  • the relay lens 6 has a function to form an image projected from the panoramic imaging lens 20 on the imaging device according to the imaging device size, and if the size is not matched, the relay lens 6 is shown in FIG. Imaging (annular image) goes out. On the other hand, to reduce the size of the imaging device for cost reduction, it is necessary to make the relay lens longer in order to obtain sufficient resolution. In FIG. 5, the specific configuration of the relay lens 6 is omitted.
  • the image area actually used to obtain the rear view of the vehicle as an electronic mirror is a part as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 6C, only the image corresponding to the desired side information of the vehicle is imaged from the imaging device 7 by the imaging device having an imaging area of 50 to 250% of the area of the image. In this case, even if the size of the imaging device 7 is reduced, the relay lens does not become long, and the useless portion is reduced.
  • a sufficient rear view angle can be secured by attaching the on-vehicle electronic mirror device incorporating the panoramic imaging lens 20 on both the left and right sides of the vehicle B as shown in FIG. .
  • the rear viewing angle of the conventional side mirror is limited to the range from about 30 to the rear at the rear, but when the electronic mirror device of this embodiment is used, as shown in FIG. A rear view angle of 60 ° or more can be obtained, and a field of view ranging from 30 ° back to 60 ° back that can not be covered by a conventional side mirror can be covered, and the occurrence of a dead angle is eliminated.
  • the view of the direction can be recognized by the driver himself as described above).
  • the front view range and the vertical view range that are not normally used are also adjusted by moving, further scaling, etc. electronically, and the desired side information of the vehicle is optionally It can be projected on a monitor.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining clipping of side information from an annular image by a panoramic imaging lens.
  • the panoramic imaging lens of the present embodiment is used for an on-vehicle electronic mirror, an image of a portion other than the rear field of view normally required for the side mirror application is acquired because it is not used, and thus acquired. The necessary part is cut out from the ring image, and the image processed image such as distortion correction is used and displayed on the monitor.
  • the method is not limited to this, and after extracting an image corresponding to side information of a desired vehicle from a panoramic image, a method of correcting distortion of the extracted image to a normal image and displaying it on a monitor is adopted. It can also be done.
  • FIG. 10 is a view for explaining clipping of specific side information from an annular image by a panoramic imaging lens, and a developed image (figure of an image of an annular image in FIG. 10A and an image of a semicircle used)
  • a cut out image FIG. 10 (c)
  • the cutout image in FIG. 10C is actually an image finally displayed on the monitor, and when the panoramic imaging lens of this embodiment is used for the electronic mirror device in this manner, the field of view range of the existing side mirror (FIG. Compared with d)), a wide good backward vision can be obtained.
  • FIGS. 10 is a view for explaining clipping of specific side information from an annular image by a panoramic imaging lens, and a developed image (figure of an image of an annular image in FIG. 10A and an image of a semicircle used)
  • the side information of the desired vehicle is obtained by capturing only the image corresponding to the desired side information of the vehicle instead of cutting out the image. You may get it.
  • the relay lens can be shortened.
  • a specific method of selecting an image in this manner for example, a method of moving an imaging device to an arbitrary position by a micromotor or the like to obtain a desired visual field range can be mentioned.
  • FIG. 11 is a diagram in which an LED is attached to a panoramic imaging lens by attaching or embedding, and the like, and a function (a blinker function) as a side direction indicator is added.
  • FIG. 12 is a view of the panoramic imaging lens viewed from directly above (directly in the vehicle mounted state). The upper half of the image obtained by the panoramic imaging lens is an image of the upper part of the vehicle, which can be considered as an unnecessary part as side information. Therefore, as shown in FIG. Can be configured to cause the LED to exhibit a function as a side direction indicator.
  • an orange LED is embedded in a lens corresponding part, an orange LED is attached to a lens corresponding part, or a purple to near ultraviolet light LED is provided to make the diffusion processing part orange.
  • coating the fluorescent substance which light-emits is mentioned. At this time, if it is outside visible light, the wraparound effect of light on the imaging device of the camera can be ignored.
  • the LED light is affected by the camera image sensor, turn on the LED at high speed according to the shooting timing (shutter interval) of the camera image sensor and light the LED only when the shutter is closed. Can be avoided.
  • the frame rate is 120 Hz or more, human eyes appear to be continuously lit, so it is preferable to set a frame rate higher than that.

Abstract

通常の屈折率で１００℃以上の耐熱性を有する樹脂系光学材料を用いて、十分な後方視野を確保して低背化が可能なパノラマ撮像レンズ、車載用電子ミラー装置を提供する。　屈折率１．５０～１．６５の光透過性樹脂および反射膜を素材として形成され、光軸回りに回転対称に形成されて全周から側方の光が入射可能に略凸レンズ状に形成された環状の光入射面と、光入射面と互いに略対向するように環状に形成され外方に膨らんだ形状に形成されレンズ内へ光を反射するよう凹面鏡状の第一反射面と、光入射面の環内の中央部に設けられ第一反射面からの反射光を第一反射面の環の内側部分に向けて反射する凸面鏡状の第二反射面と、第一反射面の環内中央部に位置し第二反射面と対向して第二反射面からの光を透過する光出射面とを備えており、光入射面が高さｈと最大直径φとの比率ｈ／φが０．１以下の球面状に形成されているパノラマ撮像レンズ。

Description

パノラマ撮像レンズおよび車載用電子ミラー装置
　本発明は、車両の両側面における３６０°の視界を環状のパノラマ画像として撮像することができるパノラマ撮像レンズおよび前記パノラマ撮像レンズを用いた車載用電子ミラー装置に関する。
　車両には、後方確認のために、サイドミラーが設けられているが、従来のサイドミラーでは十分に広い後方視野が得られず、車両後方の限られた範囲、具体的には、２０～３０°程度の視界しか確認することができない。また、サイドミラーは、通常、車両から外方へ突出して取り付けられているため、走行中に車両の空気抵抗や風切り音が増加したり、万が一の際には危険な突起物となったりする恐れがある。
　このため、サイドミラーにおいて、より広い後方視野を確保する（広角化）と共に、外方への突出を抑制する（低背化）ことが求められており、魚眼レンズなどの広角レンズを使用したパノラマ撮像レンズを車両の側面に設置して、撮像装置と接続することにより、車載用電子ミラー装置を構成させることなどが提案されている（例えば、特許文献１）。
　具体的には、非球面形状のレンズを含む複数枚のレンズでパノラマ撮像レンズを構成させることにより、広角化と低背化の両立を図っている。
　しかしながら、非球面形状のレンズは設計が容易ではなく、加工も容易ではないため、コストの低減を図ることが難しい。さらに、撮像レンズから得られるパノラマ画像を正常な画面に展開しようとすると、複雑な展開関数を複数使い分ける必要があり、その演算処理に大きな負荷が掛かることがあり、その場合には、画像の展開に遅延が発生して、電子サイドミラーとして致命的な欠点となる恐れがある。また、レンズサイズが変更されると、その都度、新たな展開関数を複数作成する必要があり、効率的とは言えない。
　また、複数枚のレンズでパノラマ撮像レンズを構成させると、撮像装置に光が届くまでに入射した光を大きく屈折させる必要があるため、色収差が生じやすく、この色収差の発生を防ぐために、蛍石などを用いた特殊低分散（異常分散）レンズが必要となるが、このようなレンズを作製するには大きなコストが掛かる。
　一方、車載電子サイドミラーには、軽量化および低価格化への要請とも相俟って、割れ易いガラス製の撮像レンズから割れ難い樹脂製の撮像レンズへの転換が望まれているが、このような樹脂には１００℃以上の耐熱性を有する特性が要求されている。
　また、車載電子サイドミラーにおいて、広角レンズを車体側面に平行に設置して十分な後方視野を確保しようとすると、視野を仰角０°からカバーしなければならず、低背も考慮すると１．７以上の超屈折率材料からなる広角レンズが必要となるが、アッベ数など屈折率以外の光学的にレンズに必要な特性も考えると、これらの条件を満たす樹脂材料がないのが実状である。
国際公開第２０１４－２０３７２０号公報
　このような状況下、本発明は、通常の屈折率（１．５０～１．６５）で１００℃以上の耐熱性を有する樹脂系光学材料を用いて、仰角０°から得られる後方視野を確保して、十分な低背化が可能なパノラマ撮像レンズを提供し、さらに前記パノラマ撮像レンズを用いた車載用電子ミラー装置を提供することを課題とする。
　本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　請求項１に記載の発明は、
　光透過性の樹脂系光学材料と反射膜とを素材として形成されたレンズであり、
　レンズ中心の光軸回りに回転対称に形成されて、３６０°全周から側方の光が入射可能に膨らんで略凸レンズ状に形成された環状の光入射面と、この光入射面と互いに略対向するように環状に形成され外方に膨らんだ形状に形成されこのレンズ内へ光を反射するように凹面鏡状に形成された第一反射面と、前記光入射面の環内の中央部に設けられ前記第一反射面からの反射光を前記第一反射面の環の内側部分に向けて反射する凸面鏡状の第二反射面と、前記第一反射面の環内中央部に位置し前記第二反射面と対向して前記第二反射面からの光を透過する光出射面とを備えており、
　前記光透過性の樹脂系光学材料が、１．５０～１．６５の屈折率を有しており、
　前記光入射面が、外方に膨らんだ突出高さｈと最大直径φとの比率ｈ／φが０．１以下の球面状に形成されていることを特徴とするパノラマ撮像レンズである。
　請求項２に記載の発明は、
　前記光入射面が、１６８～１７８°で連続変化する凸面形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパノラマ撮像レンズである。
　請求項３に記載の発明は、
　前記第一反射面が、１４７～１７１°で連続変化する凹面鏡状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパノラマ撮像レンズである。
　請求項４に記載の発明は、
　前記第二反射面が、１７６～１８０°で連続変化する凸面鏡状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパノラマ撮像レンズである。
　請求項５に記載の発明は、
　樹脂射出成形により成形されたレンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のパノラマ撮像レンズである。
　請求項６に記載の発明は、
　光学路的に影響がない外周部に、前記樹脂射出成形におけるゲート部に対応する箇所が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のパノラマ撮像レンズである。
　請求項７に記載の発明は、
　光学路的に影響がない外周部に、車両固定用のレンズ固定部となる箇所が形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のパノラマ撮像レンズである。
　請求項８に記載の発明は、
　前記光入射面と前記第一反射面との間に形成された側周面に所定の幅があり、前記光入射面の外径は前記第一反射面の外径よりも大きく、前記第一反射面の外径から続いて前記光入射面の外径よりも小さい外径の円筒状の小径部が前記側周面に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のパノラマ撮像レンズである。
　請求項９に記載の発明は、
　前記樹脂系光学材料が、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、光学用ポリエステルのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のパノラマ撮像レンズである。
　請求項１０に記載の発明は、
　車両前部の両側面に装着されて仰角０度が視野に入るパノラマ撮像レンズの少なくとも一部を用いて、パノラマ画像の少なくとも一部を撮像することにより、車両のサイド情報を得る車載用電子ミラー装置であって、
　前記車両のサイドから車両の前後方向に延びる水平線と、前記車両のサイドから地面に延びる鉛直線とが成す面を基準面として、前記パノラマ撮像レンズの車両のサイドの外側の上下方向を前記パノラマ画像として撮像し、撮像された前記パノラマ画像を用いて、車両のサイド情報を得ることを特徴とする車載用電子ミラー装置である。
　請求項１１に記載の発明は、
　所望する前記車両のサイド情報に対応する画像を前記パノラマ画像から切り出した後、切り出された前記パノラマ画像の歪みを正常な画像に補正することにより、所望する前記車両のサイド情報を得ることを特徴とする請求項１０に記載の車載用電子ミラー装置である。
　請求項１２に記載の発明は、
　所望する前記車両のサイド情報に対応する画像だけを、当該画像の面積の５０～２５０％の撮像面積を有する撮像素子で撮像することにより、所望する前記車両のサイド情報を得ることを特徴とする請求項１０に記載の車載用電子ミラー装置である。
　請求項１３に記載の発明は、
　前記車両のサイド情報が、車両の後方の情報であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置である。
　請求項１４に記載の発明は、
　前記車両のサイド情報が、車両下部の前方から後方に亘る情報であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置である。
　請求項１５に記載の発明は、
　前記車両のサイド情報が、車両の前方および／または後方における下方のタイヤ廻りの状況を確認するための情報であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置である。
　請求項１６に記載の発明は、
　前記車両のサイド情報において画面に映し出される範囲が電子的に調整可能であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１５のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置である。
　請求項１７に記載の発明は、
　前記パノラマ撮像レンズの所定の箇所にＬＥＤが設置または内蔵されており、前記ＬＥＤが側面方向指示器としての機能を発揮するように構成されていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１６のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置である。
　本発明によれば、通常の屈折率（１．５０～１．６５）で１００℃以上の耐熱性を有する樹脂系光学材料を用いて、仰角０°から得られる後方視野を確保して、十分な低背化が可能なパノラマ撮像レンズを提供し、さらに前記パノラマ撮像レンズを用いた車載用電子ミラー装置を提供することができる。
本発明の一実施の形態に係るパノラマ撮像レンズを示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係るパノラマ撮像レンズの入射面および反射面の角度を示す図である。 本発明の他の実施態様に係るパノラマ撮像レンズを示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る車載用電子ミラー装置の原理を示す概略図である。 パノラマ撮像レンズが取り付けられた車両のサイド部を上方から見た断面図である。 図５における画像エリアと撮像素子との関係を示す図である。 車両の左右両側に車載用電子ミラー装置を取り付けた図である。 パノラマ撮像レンズが取り付けられた車両のサイド部を上方から見た断面図である。 パノラマ撮像レンズによる環状画像からのサイド情報の切り出しを説明する図である。 パノラマ撮像レンズによる環状画像からの具体的なサイド情報の切り出しを説明する図である。 パノラマ撮像レンズにＬＥＤを貼付けや埋め込み等により取り付けてウィンカー機能を付与した図である。 パノラマ撮像レンズを真上（車載状態では真横）から見た図である。
　以下、実施の形態に基づき、図面を用いて本発明を具体的に説明する。
［１］パノラマ撮像レンズ
１．パノラマ撮像レンズの構成
　図１は、本実施の形態に係るパノラマ撮像レンズを示す断面図、図２は図１に示す撮像レンズにおける入射面および反射面の角度を示す図である。
　図１に示すように、本実施の形態に係るパノラマ撮像レンズ２０は、レンズ中心の光軸回りに回転対称に形成されている。そして、３６０°の視界を一度に撮像できるように３６０°全周から側方の光が入射する環状の光入射面２２を備える。光入射面２２は、側方に膨らんだ球面凸レンズ状に形成されている。
　この光入射面２２に対して所定の間隔を隔てて、光入射面２２から入射した光をパノラマ撮像レンズ２０内へ反射する環状の第一反射面２３が形成されている。環状の光入射面２２の環内中央部には、第一反射面２３からの反射光を第一反射面２３の環の内側部分に向けて反射する第二反射面２４が設けられている。第一反射面２３は側方に膨らんだ凸面状に形状され、第一反射面２３のパノラマ撮像レンズ２０内面側が、第二反射面２４の方向を向いた環状の凹面鏡状の反射面となっている。第二反射面２４は、凹面状に形成されパノラマ撮像レンズ２０の内面側が凸面鏡状の反射面となっている。そして、環状の第一反射面２３の環内中央部には、第二反射面２４と対向する位置に、第二反射面２４からの光を透過する光出射面２５が形成されている。
　光入射面２２、第一反射面２３、および第二反射面２４の各表面形状は、光入射面２２から入射した光が光出射面２５を経て、撮像装置において３６０°のパノラマ画像が得られるように形成されている。
　このような構成の下、光入射面２２への光の入射角度が適切な角度となるように光入射面２２を形成し、第一反射面２３および第二反射面２４からの光の反射角度が適切な角度となるように第一反射面２３および第二反射面２４を形成することにより、通常の屈折率（１．５０～１．６５）で１００℃以上の耐熱性を有する樹脂系光学材料を用いても、仰角０°から得られる後方視野を確保することができる。
　そして、このようなパノラマ撮像レンズの場合、光入射面を、高さｈと最大直径φとの比率ｈ／φが０．１以下の球面状に形成して、車両側面からの突出高さを１．９ｍｍ未満とすることができるため、十分な低背化を図ることができ、空気抵抗や風切り音も小さくすることができる。また、入射された光は、２つの反射面で反射して撮像装置まで送られるようになっているため、色収差や演算遅れの発生を抑制することができる。
　具体的には、図２に示すように、光入射面２２は、光の入射角θ１が１６８～１７８°の範囲内で連続変化するように凸曲面に形成されている。これにより、レンズの凸部の高さを低くしても、３６０°全周からの光を入射させて、第一反射面２３へ向けて送ることができる。なお、この凸曲面への形成においては、３６０°全周からの光を入射させて、第一反射面２３へ向けて送ることができる限り、外部突起物に対する規制に反しない程度の凹凸が設けられていてもよい。
　そして、第一反射面２３は、光入射面２２から入射して送られてきた光の反射角θ２が１４７～１７１°の範囲内で連続変化するように凹曲面に形成されている。また、第二反射面２４は、第一反射面２３で反射されて送られてきた光の反射角θ３が１７６～１８０°の範囲内で連続変化するように凸曲面に形成されている。
　なお、上記したθ１～θ３は、図２に示すように、レンズの直径が成す平面に平行な線Ｄに対する入射面、反射面における各接線Ｔがなす角度である。
　そして、上記した一般の光透過性の樹脂系光学材料としては、屈折率が１．５０～１．６５で、１００℃以上の耐熱性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、光学用ポリエステル（ＯＫＰ）等を使用することが好ましい。これらの樹脂材料は成形も容易であるため、製造コストの上昇を低減させることができ、パノラマ撮像レンズ作製材料として好ましい。
　本実施形態のパノラマ撮像レンズ２０の側周面３０は、光を吸収して反射しない黒若しくは暗色に形成された吸光部、若しくは光を乱反射して特定方向に正反射しないように粗面に形成された乱反射部、またはこれらを組み合わせて形成されており、適宜用途により選択される。そして、この側周面３０は、光入射面２２に入射し屈折してレンズ内を進む正規の撮像光のレンズ内の光路と一致するように、光入射面２２でレンズ内からレンズ内へ一部内面反射されるノイズ光のレンズ内の光路であって、光入射面２２に向かう光路上に位置し、光を正反射させない非反射部として形成されている。
２．パノラマ撮像レンズの作製
　本実施の形態に係るパノラマ撮像レンズの作製方法としては、特に限定されないが、安定した品質で大量生産が可能であり、製造コストの低減を図ることができる樹脂射出成形により成形されることが好ましい。
　このため、本実施の形態において、パノラマ撮像レンズの光学路的に影響がない外周部には、樹脂射出成形における溶融樹脂の注入口、即ち、ゲート部に対応する箇所が肉厚部として形成されている。このように、光学路的に影響がない外周部に肉厚部を形成させているため、ゲート近辺にフローマーク等の不具合が発生しても、パノラマ撮像レンズとしての機能に影響を与えることがない。
　また、後述するパノラマ撮像レンズの車両外側部への取り付けを考慮すると、光学路的に影響がない外周部に、車両固定用のレンズ固定部となる箇所が肉厚部として形成されていることが好ましい。
　具体的には、図１に示すように、パノラマ撮像レンズ２０は、光入射面２２と第一反射面２３との間に所定の間隔がありその側周面３０は所定の幅で設けられている。そして、光入射面２２の外径は第一反射面２３の外径よりも大きく、第一反射面２３の外径端縁部から続いて、光入射面２２の外径よりも小さい外径の円筒状に、側周面３０の小径部３２が形成されている。円筒状の小径部３２の周面は、このパノラマ撮像レンズ２０の光軸と平行に形成されている。さらに、側周面３０には、この小径部３２の光入射面２２側の端部から円錐状に、光入射面２２の外縁部に続くテーパー部３４が形成されている。テーパー部３４の光入射面２２側端部は、このレンズの光軸と直交する面に位置して全周に亘って広がった支持フランジ部３６が形成されている。この支持フランジ部３６の外周縁部が光入射面２２の外径とほぼ等しく形成されている。支持フランジ部３６の外周縁部と光入射面２２の外周縁部との間には、幅狭の被保持部３８が全周に亘って形成されている。
　なお、第一反射面２３、第二反射面２４は、射出成形されたパノラマ撮像レンズの第一反射面２３、第二反射面２４に相当する箇所の表面に、真空蒸着等を用いて光反射膜としてのアルミニウムや銀などの金属薄膜を形成することにより鏡面加工が施されて、反射面として形成される。このとき、金属薄膜の形成の前または後に、側周面を非反射部として、適宜粗面加工し、黒色または暗色に表面を被覆する処理を行うことが好ましい。
［２］車載用電子ミラー装置
１．パノラマ撮像レンズの固定
　本実施の形態において、パノラマ撮像レンズを用いて車載用電子ミラー装置を形成するには、パノラマ撮像レンズが車両の前方側面に取り付けられている必要がある。
　図１に示すように、パノラマ撮像レンズ２０は、円筒状の小径部３２がレンズホルダ４０の保持筒部４２に嵌合し、正確に軸合わせがなされて位置決め可能に形成されている。レンズホルダ４０は、保持筒部４２の一端部からテーパー状に広がった開角部４４が設けられ、この開角部４４にパノラマ撮像レンズ２０のテーパー部３４が位置し、開角部４４の開口端部４６の端面４６ａが、このレンズの光軸と直交する面上に位置し、パノラマ撮像レンズ２０の支持フランジ部３６の当接面３６ａに当接して正確に位置決めされる。開口端部４６の外周面には雄ねじが形成され、この雄ねじに螺合する雌ねじを有した抑え環部材５０により、このパノラマ撮像レンズ２０が固定されて保持される。この保持は、抑え環部材５０の内周面が、被保持部３８に当接して、支持フランジ部３６の当接面３６ａを開口端部４６の端面４６ａに押しつけて固定する。
　図３は、図１とは異なる態様に係るパノラマ撮像レンズを示す断面図である。本態様において、パノラマ撮像レンズ２０は、その側周面３０の小径部３２により、レンズホルダ４０に対して安定に且つ正確に保持させることができる。このとき、抑え環部材５０の内周面が、パノラマ撮像レンズ２０の被保持部３８に当接して、支持フランジ部３６の当接面３６ａをレンズホルダ４０の開口端部４６の端面４６ａに強く押しつけることにより、より正確に位置決めすることができる。また、側周面３０による非反射部により、フレアやゴーストの原因となるノイズ光の光入射面２２での反射光をなくすことができるため、撮像画像の品質を向上させることができる。
　このパノラマ撮像レンズ２０においては、テーパー部３４が直角に全周に亘って切除されて切除部５４が形成されている。これにより、側周面３０には、小径部３２の光入射面２２側の端部から、このレンズの光軸に対して直角な面の環状部５６が形成されるため、環状部５６の外縁部が、幅狭のテーパー部３４を経て、支持フランジ部３６の当接面３６ａに繋がることになる。この切除部５４も暗色または黒色で、適宜梨地状に形成された非反射部であり、レンズ内を通過する撮像光の妨げとはならない位置に形成されている。
　この態様によっても、前記と同様の効果を得ることができ、テーパー部３４が短いためレンズ加工がより容易である。また、テーパー部３４が設けられていないものでも良く、適宜の形状に設計し得る。
　なお、本実施の形態において、パノラマ撮像レンズの各部の形状や比率は、車両の側面に装着されて、少なくとも一部を用いて、仰角０度を視野に入れて撮像することができる限り、限定されず、適宜設定することができる。また、側周面の小径部以外の部分の形状や、非反射部の位置や形状、被覆材料についても同様であり、適宜設定することができる。例えば、小径部は、樹脂レンズの場合、抜きテーパーが必要であるので、光軸に対して僅かにテーパーを有するが、ほぼ平行なものとすることができる。また、意図的に所定の傾斜のテーパーを小径部に付けて、レンズホルダに強固に嵌合するようにしても良い。
２．車載用電子ミラー装置
　図４は、本実施の形態の車載用電子ミラー装置の原理を示す概略図であり、図５はパノラマ撮像レンズが取り付けられた車両のサイド部を上方から見た断面図であり、図６は図５における画像エリアと撮像素子との関係を示す図である。
　図４に示すように、本実施の形態に係るパノラマ撮像レンズ２０を用いた車載用電子ミラー装置は、パノラマ撮像レンズ２０とその光軸上に設けられた結像用のリレーレンズ６とを保持したレンズホルダ４０、および図示しないケース等から成るパノラマ撮像アダプタ１０と、このパノラマ撮像アダプタ１０が取り付けられるビデオカメラ等の撮像装置８から構成されている。
　撮像装置８は、像を捉える対物レンズ系９と、その結像位置に設けられたＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子７、その他図示しない必要な制御部等から構成されている。パノラマ撮像レンズ２０により捉えられた車両側方の３６０°のパノラマ風景１３の画像は、撮像装置８の撮像素子７により電気信号に変換されて、液晶や有機ＥＬ等の各種モニタ装置１４に映し出されることにより、ドライバーに車両のサイド情報が伝えられる。なお、本実施の形態のパノラマ撮像レンズにおいては、回転中心周囲の表面部は内部からの光を反射するための第二反射面として使用されるため、レンズの真正面の画像は得ることができないため中心部は空白となっている。しかし、この空白部は、ドライバーが横を向いて確認できる視野角、即ちサイドミラーに頼る必要がない視野であるため、問題とはならない。
　パノラマ撮像レンズ２０は、上記したように、レンズホルダ４０により、パノラマ撮像レンズ２０の第一反射面２３とその端縁部を保持するようにして固定されている。
　パノラマ撮像レンズ２０は、車両前部の左右両側に設置され、図５に示すように、車両のサイドから車両の前後方向に延びる水平線と、前記車両のサイドから地面に延びる鉛直線とが成す面を基準面Ｈとして、パノラマ撮像レンズ２０の車両サイドの外側を仰角視野領域（後方視野領域）として撮像し、パノラマ撮像レンズ２０を通じてパノラマ風景の内から、所望するサイド情報に対応する画像を切り出す。このとき、本実施の形態においては、３０°以上という従来のサイドミラーでは得られなかった大きな後方視野角の撮像を得ることができるため、前記したドライバー自身による視野角とも相俟って、後方視野角において、殆ど死角が生じない。
　なお、サイド情報は通常は後方の状態についての情報を得るが、必要に応じて、前方の状態についての情報や、後輪付近や前輪付近の状態についての情報を得てもよい。これにより、前方情報により進行方向の安全性をさらに高めることができる。一方、後方視野のみからサイド情報を得る場合には、第一反射面２３の部分は光学路的には影響のない部分となるため、樹脂の射出成形に際して、その個所をゲートとして設定してもよい。
　また、基準面Ｈを基準としてパノラマ撮像レンズ２０の車両サイドの前方および／または後方を撮像して得られたタイヤ情報を用いることにより、下方のタイヤ廻りの状況を知ることができる。
　図５に示すように、リレーレンズ６はパノラマ撮像レンズ２０から映し出される像を撮像素子サイズに合わせて撮像素子上に結像させる役目を持ち、サイズが合わないと、図６（ａ）に示すように結像（環状画像）がはみ出る。一方、コストダウンのため、撮像素子のサイズを小さくすると、十分な解像度を得るためにリレーレンズを長くする必要がある。なお、図５において、リレーレンズ６の具体的な構成については、図示を省略している。
　また、実際に電子ミラーとして車両の後方視野を得るために使用する画像エリアは、図６（ｂ）に示すように一部であるため、無駄が多くなる。そこで、図６（ｃ）に示すように撮像素子７から、所望する前記車両のサイド情報に対応する画像だけを、その画像の面積の５０～２５０％の撮像面積を有する撮像素子で撮像するようにすれば、撮像素子７のサイズを小さくしてもリレーレンズが長くならず、無駄な部分が少なくなる。
　本実施の形態によれば、図７に示すように車両Ｂの左右両側に、パノラマ撮像レンズ２０が組み込まれた車載用電子ミラー装置を取り付けることにより、十分な後方視野角を確保することができる。従来のサイドミラーの後方視野角は後方から後ろ斜め３０°程度までの範囲が限度であったが、本実施の形態の電子ミラー装置を使用した場合、図８に示すように、後方から後ろ斜め６０°以上の後方視野角を得ることができ、従来のサイドミラーではカバーできない後ろ斜め３０°から後ろ斜め６０°までの範囲の視野もカバーすることができ、死角の発生がなくなる（ドライバーの真横方向の視界は、前記したように、ドライバー自身によって認識が可能）。また、電子ミラーであるため、通常は使用しない前方の視野範囲および縦の視野範囲も電子的に移動やさらには拡大縮小などの調整をすることにより、所望する前記車両のサイド情報を任意に、モニタに映し出すことができる。
　図９は、パノラマ撮像レンズによる環状画像からのサイド情報の切り出しを説明する図である。本実施の形態のパノラマ撮像レンズを車載用電子ミラーに使用した場合、通常はサイドミラーの用途に必要とされる後方視野以外の部分の画像はレンズに取得されるが使用されないため、取得された環状画像から必要部分を切り取り、歪み補正等の画像処理した画像が使用され、モニタに映し出される。なお、手段としてはこの限りではなく、所望する車両のサイド情報に対応する画像をパノラマ画像から切り出した後、切り出された画像の歪みを正常な画像に補正して、モニタに映し出す方法を採用することもできる。
　図１０は、パノラマ撮像レンズによる環状画像からの具体的なサイド情報の切り出しを説明する図であり、実際の環状画像（図１０（ａ）、使用する半円部の画像）から展開画像（図１０（ｂ））を形成した後、切りだし画像（図１０（ｃ））の作成を行った例を示す。図１０（ｃ）の切り出し画像は実際に最終的にモニタに映し出される像であり、このように本実施の形態のパノラマ撮像レンズを電子ミラー装置に使用すると既存サイドミラーの視野範囲（図１０（ｄ））と比較して広い良好な後方視野を得ることができる。また、図１０（ａ）～（ｃ）より分かるように、これらの図には、運転中の車両のタイヤ近傍が紙面上左隅に映し出されており、本実施の形態に係る電子ミラー装置を使用することにより、車両下部の前方から後方に亘る情報を得ることができるため、トラックやバスなどのような大型車両であっても、死角を作ることなく、タイヤ廻りの状況を確認できることが分かる。
　上記においては、所望するサイド情報に対応する画像を切り出すとして説明したが、画像の切り出しに替えて、所望する車両のサイド情報に対応する画像のみを撮像することにより、所望する車両のサイド情報を得てもよい。
　このように、全方位に対応した画像に替えて、所望するサイド情報に対応する画像のみを撮像することにより、無駄な撮影部分を少なくすることができるため、画素数を十分に確保して解像度の向上を図ることができる。そして、無駄な画像の展開処理をしないため、歪補正等の画像処理の高速化を図ることができる。また、リレーレンズの短縮化も図ることができる。なお、このように画像を選択する具体的な手法としては、例えば、撮像素子をマイクロモータ等で任意の箇所に移動させて、所望する視野範囲を得るという手法を挙げることができる。
　図１１は、パノラマ撮像レンズにＬＥＤを貼付けや埋め込み等により取り付けて側面方向指示器としての機能（ウィンカー機能）を付与した図である。そして、図１２はパノラマ撮像レンズを真上（車載状態では真横）から見た図である。パノラマ撮像レンズによって得られた画像の上半分は車両上方を写した映像でありサイド情報としては不要の部分と考えることができるため、この部分を、図１２に示すように、拡散処理してＬＥＤを内蔵させることにより、ＬＥＤが側面方向指示器としての機能を発揮するように構成させることができる。なお、ＬＥＤを内蔵させる具体的な方法としては、例えば橙色ＬＥＤをレンズ該当箇所に埋め込んだり、橙色ＬＥＤをレンズ該当箇所に張り付けたり、紫～近紫外線光ＬＥＤを設置して拡散処理部に橙色に発光する蛍光体を塗布するなどの方法が挙げられる。このとき、可視光外であれば、カメラの撮像素子に対する光の回り込み影響は無視できる。
　このとき、歪み画像の補正が少ない撮影エリアを使用して後方画像の鮮明度を上げる、あるいは、後方車両からの側面方向指示器の発光の視認を得るためにレンズ全体を若干（例えば５°）後方に傾けることも考えられる。
　また、カメラの撮像素子に対しＬＥＤ光の回り込み影響が発生する場合には、カメラの撮像素子の撮影タイミング（シャッター間隔）に合わせてＬＥＤを高速点滅させシャッターが閉じている時だけＬＥＤを光らせることで回避することができる。なお、フレームレート１２０Ｈｚ以上であれば、人の目は連続点灯に見えるため、それ以上のフレームレートとすることが好ましい。
　以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、前記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
６　　　　　リレーレンズ
７　　　　　撮像素子
８　　　　　撮像装置
９　　　　　対物レンズ系
１０　　　　パノラマ撮像アダプタ
１３　　　　パノラマ風景
１４　　　　モニタ装置
２０　　　　パノラマ撮像レンズ
２２　　　　光入射面
２３　　　　第一反射面
２４　　　　第二反射面
２５　　　　光出射面
３０　　　　側周面
３２　　　　小径部
３４　　　　テーパー部
３６　　　　支持フランジ部
３６ａ　　　支持フランジ部の当接面
３８　　　　被保持部
４０　　　　レンズホルダ
４２　　　　保持筒部
４４　　　　開角部
４６　　　　開口端部
４６ａ　　　開口端部の端面
５０　　　　抑え環部材
５４　　　　切除部
５６　　　　環状部
Ｂ　　　　　車両
Ｄ　　　　　レンズの直径が成す平面に平行な線
Ｈ　　　　　基準面
Ｔ　　　　　接線
ｈ　　　　　光入射面の外方に膨らんだ突出高さ
φ　　　　　光入射面の最大直径
θ１　　　　光の入射角
θ２、θ３　光の反射角

Claims (17)

  1. 　光透過性の樹脂系光学材料と反射膜とを素材として形成されたレンズであり、
    　レンズ中心の光軸回りに回転対称に形成されて、３６０°全周から側方の光が入射可能に膨らんで略凸レンズ状に形成された環状の光入射面と、この光入射面と互いに略対向するように環状に形成され外方に膨らんだ形状に形成されこのレンズ内へ光を反射するように凹面鏡状に形成された第一反射面と、前記光入射面の環内の中央部に設けられ前記第一反射面からの反射光を前記第一反射面の環の内側部分に向けて反射する凸面鏡状の第二反射面と、前記第一反射面の環内中央部に位置し前記第二反射面と対向して前記第二反射面からの光を透過する光出射面とを備えており、
    　前記光透過性の樹脂系光学材料が、１．５０～１．６５の屈折率を有しており、
    　前記光入射面が、外方に膨らんだ突出高さｈと最大直径φとの比率ｈ／φが０．１以下の球面状に形成されていることを特徴とするパノラマ撮像レンズ。
  2. 　前記光入射面が、１６８～１７８°で連続変化する凸面形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパノラマ撮像レンズ。
  3. 　前記第一反射面が、１４７～１７１°で連続変化する凹面鏡状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパノラマ撮像レンズ。
  4. 　前記第二反射面が、１７６～１８０°で連続変化する凸面鏡状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパノラマ撮像レンズ。
  5. 　樹脂射出成形により成形されたレンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のパノラマ撮像レンズ。
  6. 　光学路的に影響がない外周部に、前記樹脂射出成形におけるゲート部に対応する箇所が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のパノラマ撮像レンズ。
  7. 　光学路的に影響がない外周部に、車両固定用のレンズ固定部となる箇所が形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のパノラマ撮像レンズ。
  8. 　前記光入射面と前記第一反射面との間に形成された側周面に所定の幅があり、前記光入射面の外径は前記第一反射面の外径よりも大きく、前記第一反射面の外径から続いて前記光入射面の外径よりも小さい外径の円筒状の小径部が前記側周面に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のパノラマ撮像レンズ。
  9. 　前記樹脂系光学材料が、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、光学用ポリエステルのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のパノラマ撮像レンズ。
  10. 　車両前部の両側面に装着されて仰角０度が視野に入るパノラマ撮像レンズの少なくとも一部を用いて、パノラマ画像の少なくとも一部を撮像することにより、車両のサイド情報を得る車載用電子ミラー装置であって、
    　前記車両のサイドから車両の前後方向に延びる水平線と、前記車両のサイドから地面に延びる鉛直線とが成す面を基準面として、前記パノラマ撮像レンズの車両のサイドの外側の上下方向を前記パノラマ画像として撮像し、撮像された前記パノラマ画像を用いて、車両のサイド情報を得ることを特徴とする車載用電子ミラー装置。
  11. 　所望する前記車両のサイド情報に対応する画像を前記パノラマ画像から切り出した後、切り出された前記パノラマ画像の歪みを正常な画像に補正することにより、所望する前記車両のサイド情報を得ることを特徴とする請求項１０に記載の車載用電子ミラー装置。
  12. 　所望する前記車両のサイド情報に対応する画像だけを、当該画像の面積の５０～２５０％の撮像面積を有する撮像素子で撮像することにより、所望する前記車両のサイド情報を得ることを特徴とする請求項１０に記載の車載用電子ミラー装置。
  13. 　前記車両のサイド情報が、車両の後方の情報であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置。
  14. 　前記車両のサイド情報が、車両下部の前方から後方に亘る情報であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置。
  15. 　前記車両のサイド情報が、車両の前方および／または後方における下方のタイヤ廻りの状況を確認するための情報であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置。
  16. 　前記車両のサイド情報において画面に映し出される範囲が電子的に調整可能であることを特徴とする請求項１０ないし請求項１５のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置。
  17. 　前記パノラマ撮像レンズの所定の箇所にＬＥＤが設置または内蔵されており、前記ＬＥＤが側面方向指示器としての機能を発揮するように構成されていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１６のいずれか１項に記載の車載用電子ミラー装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004157241A (ja) * 2002-11-05 2004-06-03 Tateyama R & D:Kk パノラマ撮像レンズ
JP2011095492A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Asahi Rubber Inc ハイブリッドレンズ
JP2011186480A (ja) * 2011-03-24 2011-09-22 Olympus Corp 光学系
JP2012093760A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi パノラマ撮影システム
JP2014134563A (ja) * 2013-01-08 2014-07-24 Ricoh Co Ltd 結像レンズ、画像読取装置及び画像形成装置
JP2017181634A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置及び車載カメラシステム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004157241A (ja) * 2002-11-05 2004-06-03 Tateyama R & D:Kk パノラマ撮像レンズ
JP2011095492A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Asahi Rubber Inc ハイブリッドレンズ
JP2012093760A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi パノラマ撮影システム
JP2011186480A (ja) * 2011-03-24 2011-09-22 Olympus Corp 光学系
JP2014134563A (ja) * 2013-01-08 2014-07-24 Ricoh Co Ltd 結像レンズ、画像読取装置及び画像形成装置
JP2017181634A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置及び車載カメラシステム

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